JP7095643B2 - 回転速センサ - Google Patents

Description

本発明は、対象物の回転速度を検出するセンサに関するものであり、特に、車輪の回転速度を検出するのに好適なセンサに関するものである。

今日、自動車または自動二輪車などの車両には様々なセンサが搭載されており、それら車両用センサの１つとして回転速センサがある。回転速センサは、例えば、車輪の回転速度を検出する目的で車両に搭載される。かかる目的で車両に搭載される回転速センサは、一般的に車輪速センサと呼ばれる。車輪速センサとしての回転速センサは、車輪のロックを防止するアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳシステム）、または、車輪のスリップを防止するトラクションコントロールシステムなどの構成要素の１つとして車両に搭載される。

上記のような車輪速センサは、信号伝送路を構成するケーブルと、ケーブルの一端側に設けられたセンサヘッドと、ケーブルの他端側に設けられたコネクタとを有する。センサヘッドには、ホール素子または磁気抵抗効果素子などの検出素子を含む磁気センサ用ＩＣ（以下、「センサＩＣ」と呼ぶ）が内蔵されている。センサヘッドは、車輪と一緒に回転するマグネットエンコーダまたはロータなどの近傍に配置される。センサヘッドに内蔵されているセンサＩＣ（検出素子）は、マグネットエンコーダまたはロータなどの回転に伴って発生するセンサヘッド周囲の磁界変動を検出し、この磁界変動（車輪回転速度）に応じた電気信号を出力する。センサＩＣから出力された電気信号は、ケーブルによって伝送され、コネクタを介して制御部または制御装置などに入力される。

従来、センサヘッドに内蔵されるセンサＩＣは１つであった。一方、自動運転システムまたは運転支援システムなどの開発に伴って、車輪速センサを含む回転速センサに対する信頼性および安定性の向上が求められている。そこで、センサヘッドに内蔵されるセンサＩＣの数を増やして回転速センサの信頼性および安定性の向上を図ることが検討されている。つまり、回転速センサの冗長化が検討されている。

特許文献１（特開２０１７－９６８２８号公報）には、検出素子部を２つ搭載した車輪速センサが記載されている。ここでは、検出素子部に接続された２つの電線を１つのシース電線としてまとめ、２つの検出素子部センサのそれぞれに接続されたシース電線同士を１つのゴムチューブ内にまとめることで、計４つの電線を１つにまとめている。

特開２０１７－９６８２８号公報

回転速センサの冗長化により、センサヘッドに２つのセンサＩＣを内蔵する場合、各センサＩＣに接続された２つの配線（センサ電源供給用のＶｃｃ配線およびＧＮＤ配線）、つまり計４つの配線を１つにまとめることが考えられる。樹脂成形体であるセンサヘッド内で当該４つの配線を１つにまとめる場合、複数本の当該配線同士が絡み合うと、配線同士の間にセンサヘッドを構成する樹脂が充填されず、回転速センサの信頼性が低下する問題が生じる。

その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

本願において開示される実施の形態のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

一実施の形態である回転速センサは、センサヘッドと、センサヘッド内に重ねて埋設された第１センサＩＣおよび第２センサＩＣと、端部がセンサヘッド内に位置するケーブルとを有している。ケーブル内には、第１センサＩＣに接続された第１絶縁電線および第２絶縁電線と、第２センサＩＣに接続された第３絶縁電線および第４絶縁電線とが１つの撚り線を構成しているものである。ケーブルの断面において、第１絶縁電線および第２絶縁電線は第１方向に並び、第３絶縁電線および第４絶縁電線は第１方向に並び、第１絶縁電線または第２絶縁電線と第３絶縁電線とは、第１方向に対し交差する第２方向に並んでいる。

本発明によれば、回転速センサの信頼性を向上させることができる。

実施の形態１に係る回転速センサの構成を示す概略図である。 図１に示すセンサヘッドの斜視図である。 図１に示すセンサヘッドの斜視図である。 図２に示すセンサヘッドのＡ－Ａ線における断面図である。 図２に示すセンサヘッド内におけるセンサＩＣとケーブルとの接続状態を示す斜視図である。 図２に示すセンサヘッド内におけるセンサＩＣとケーブルとの接続状態を示す平面図である。 図２に示すセンサヘッド内におけるセンサＩＣとケーブルとの接続状態を示す底面図である。 図６に示すケーブルのＢ－Ｂ線における断面図である。 図２に示すセンサヘッド内におけるセンサＩＣとケーブルとの接続状態を示す概略図である。 実施の形態１に係る回転速センサの製造工程で用いる金型の断面図である。 実施の形態１に係る回転速センサを構成するセンサヘッドを示す斜視図である。 図１１に示すセンサヘッド内におけるセンサＩＣとケーブルとの接続状態を示す斜視図である。 図１１に示すセンサヘッド内におけるセンサＩＣとケーブルとの接続状態を示す底面図である。 図１３に示すケーブルのＣ－Ｃ線における断面図である。 図１１に示すセンサヘッド内におけるセンサＩＣとケーブルとの接続状態を示す概略図である。 比較例に係る回転速センサを構成するセンサＩＣとケーブルとの接続状態を示す概略図である。

（実施の形態１）
以下、本発明の回転速センサの実施の形態の一例について、図面を参照しながら詳細に説明する。本実施の形態に係る回転速センサは、ＡＢＳシステムの構成要素の１つとして車両に搭載される車輪速センサである。

＜本実施の形態の回転速センサの構造＞
以下の説明で用いる図２および図３は、互いに異なる方向からセンサヘッド２を示す斜視図である。ただし、図３では、ケーブル３と、センサＩＣ４１、４２と、それらの間の端子および絶縁電線などを透過して示している。

図１に示すように、本実施の形態に係る回転速センサである車輪速センサ１Ａは、センサヘッド２、ケーブル３およびコネクタ４を有する。センサヘッド２は、不図示の車輪と一緒に回転するマグネットエンコーダ５の近傍に配置される。具体的には、センサヘッド２は、マグネットエンコーダ５との位置関係が所定の位置関係となるように、車体（ハブ、ナックル、サスペンション等）に固定される。マグネットエンコーダ５の周縁には、当該マグネットエンコーダ５の回転方向に沿ってＮ極部とＳ極部とが交互に設けられている。よって、車輪の回転に伴ってマグネットエンコーダ５が回転すると、センサヘッド２の周囲で磁界変動が発生する。センサヘッド２には、磁界変動を検出し、その磁界変動に応じた電気信号を出力する磁気センサ用ＩＣ（センサＩＣ）が内蔵されている。また、センサヘッド２とコネクタ４とは、一本のケーブル３を介して接続されている。センサヘッド２に内蔵されているセンサＩＣから出力された電気信号は、ケーブル３を介してコネクタ４に伝送され、コネクタ４の接続先に入力される。コネクタ４は、例えば、ＡＢＳシステムの制御部若しくは制御装置、またはＡＢＳシステムを含む各種システムを統括的に制御する制御部または制御装置などに接続される。

図１、図２および図３に示すように、センサヘッド２は、フランジ部１０と、フランジ部１０の一側に設けられたセンサ保持部２０と、フランジ部１０の他側に設けられたケーブル保持部３０と、を含んでいる。これらフランジ部１０、センサ保持部２０およびケーブル保持部３０は、樹脂によって一体成形されている。言い換えれば、フランジ部１０、センサ保持部２０およびケーブル保持部３０のそれぞれは、射出成形された樹脂成形体の一部である。

図１に示すように、フランジ部１０は、互いに平行な前面１１ａおよび背面１１ｂを有し、全体として概ね板状の外観を呈している。図１、図２および図３に示すように、フランジ部１０には、センサヘッド２を所定位置に固定するための固定部材（例えば、ボルト）が挿通される貫通孔１２が設けられている。貫通孔１２は、フランジ部１０を当該フランジ部１０の厚み方向に貫通しており、貫通孔１２の一端はフランジ部１０の前面１１ａにおいて開口し、貫通孔１２の他端はフランジ部１０の背面１１ｂにおいて開口している。図２に示すように、貫通孔１２の内側には、環状の補強部材１３が設けられている。本実施の形態における補強部材１３は金属製であるが、補強部材１３は金属製に限られず、例えば樹脂製であってもよい。

図１、図２および図３に示すように、センサ保持部２０およびケーブル保持部３０は、全体として概ね筒形の外観を呈している。より具体的には、センサ保持部２０は、フランジ部１０の前面１１ａから前方に突出しており、根元側は略円筒形の外観を呈し、先端側は略角筒形の外観を呈している。一方、ケーブル保持部３０は、フランジ部１０の背面１１ｂから当該前方と反対の後方に突出しており、全長に亘って略円筒形の外観を呈している。

ここでは、フランジ部１０の厚み方向を「前後方向」とし、フランジ部１０の高さ方向（長手方向）を「上下方向」とする。また、前後方向および上下方向の双方に対して直交する方向を「左右方向」とする。さらに、前後方向に関しては、フランジ部１０に対するセンサ保持部２０の突出方向（第１方向）を「前方」、フランジ部１０に対するケーブル保持部３０の突出方向（第２方向）を「後方」とする。上下方向に関しては、貫通孔１２が設けられている側を「下方」、貫通孔１２が設けられている側と反対側を「上方」とする。また、略円筒形の外観を呈しているセンサ保持部２０の根元側を「基端部２０ａ」と呼び、略角筒形の外観を呈しているセンサ保持部２０の先端側を「先端部２０ｂ」と呼ぶ場合がある。言い換えれば、略円筒形の外観を呈している部分が基端部２０ａであり、略角筒形の外観を呈している部分が先端部２０ｂである。

図３および図４に示すように、センサヘッド２には、磁界変動を検出する検出素子を備える複数のセンサＩＣ４０が内蔵されている。言い換えれば、センサヘッド２には、磁界変動に応じた電気信号を出力する複数のセンサＩＣ４０が内蔵されている。本実施の形態では、計２つのセンサＩＣ（第１センサＩＣ）４１およびセンサＩＣ（第２センサＩＣ）４２がセンサ保持部２０の先端に埋設されている。より具体的には、２つのセンサＩＣ４１、４２は、センサ保持部２０の先端部２０ｂの端面近傍に埋設されている。

それぞれのセンサＩＣ４１、４２は、検出素子としての磁気抵抗効果素子４１ｃ、４２ｃを備えている。本実施の形態における磁気抵抗効果素子４１ｃ、４２ｃは、巨大磁気抵抗効果素子（GMR（Giant Magneto Resistive effect）素子）である。センサＩＣ４１、４２は、双方の検出面が上向きとなる状態で上下に重ねられている。以下の説明では、センサＩＣ４１を「上側センサＩＣ４１」と呼び、センサＩＣ４２を「下側センサＩＣ４２」と呼んで区別する場合がある。もっとも、かかる区別は説明の便宜上の区別に過ぎない。一方、センサＩＣ４１、４２を「センサＩＣ４０」と総称する場合もある。

図４に示すように、ケーブル３の先端はセンサヘッド２に接続されている。具体的には、ケーブル３の端部はケーブル保持部３０に覆われている。つまり、ケーブル３の端部はケーブル保持部３０にモールドされている。この結果、ケーブル３は、ケーブル保持部３０の端面３０ａから後方に向かって延出している。図４は図２に示すセンサヘッドのＡ－Ａ断面図であるが、ケーブル３内を通る４つの絶縁電線については断面ではなく左方向から見た側面を示している。

図４～図７に示すように、ケーブル３は、４つの芯線５０を含む多芯ケーブルである。より具体的には、ケーブル３は、上側センサＩＣ４１に接続される一対の芯線５０と、下側センサＩＣ４２に接続される他の一対の芯線５０と、を含む多芯ケーブルである。図６は、図５に示す構造を上方向から見た平面図であり、図７は、図５に示す構造を下方向から見た平面図であり底面図である。

図５に示すように、それぞれの芯線５０は、絶縁体（絶縁膜）５５によって被覆されている。さらに、絶縁体５５によって被覆されているそれぞれの芯線５０は、互いに撚り合わされた状態でシース（外皮、絶縁体）５６によって一括被覆されている（図４参照）。具体的には、芯線５１ａおよび芯線５１ａを被覆する絶縁体５５は、絶縁電線（第１絶縁電線）６１ａを構成し、芯線５１ｂおよび芯線５１ｂを被覆する絶縁体５５は、絶縁電線（第２絶縁電線）６１ｂを構成している（図５および図６参照）。また、芯線５２ａおよび芯線５２ａを被覆する絶縁体５５は、絶縁電線（第３絶縁電線）６２ａを構成し、芯線５２ｂおよび芯線５２ｂを被覆する絶縁体５５は、絶縁電線（第４絶縁電線）６２ｂを構成している（図５および図７参照）。

つまり、ケーブル３は、撚り合わされた４つの絶縁電線６１ａ、６１ｂ、６２ａおよび６２ｂと、それら４つの絶縁電線６１ａ、６１ｂ、６２ａおよび６２ｂを一括被覆して一本に纏めるシース５６と、を有する４芯ケーブルである。なお、本実施の形態における芯線５０は、錫を含有する複数本の銅合金線から成る撚り線である。また、絶縁体５５は難燃性架橋ポリエチレンによって形成されており、シース５６は熱可塑性ウレタンによって形成されている。もっとも、芯線５０、絶縁体５５およびシース５６の材料が上記材料に限定されないことは勿論である。

図６および図７に示すように、ケーブル３に含まれている４つの芯線５０は所定のセンサＩＣ４０と電気的に接続されている。具体的には、図６に示すように、２つの芯線５１ａ、５１ｂが上側センサＩＣ４１に接続され、図７に示すように、他の２つの芯線５２ａ、５２ｂが下側センサＩＣ４２に接続されている。より具体的には、芯線５１ａは、上側センサＩＣ４１の入力端子（第１端子）４１ａに接続され、芯線５１ｂは、上側センサＩＣ４１の出力端子（第２端子）４１ｂに接続されている。同様に、芯線５２ａは、下側センサＩＣ４２の入力端子（第３端子）４２ａに接続され、芯線５２ｂは、下側センサＩＣ４２の出力端子（第４端子）４２ｂに接続されている。

入力端子４１ａ、４２ａ、出力端子４１ｂおよび４２ｂのそれぞれは短冊形状を有している。そして、芯線５１ａが入力端子４１ａに抵抗溶接され、芯線５１ｂが出力端子４１ｂに抵抗溶接されている。また、芯線５２ａが入力端子４２ａに抵抗溶接され、芯線５２ｂが出力端子４２ｂに抵抗溶接されている。以下の説明では、入力端子４１ａ、出力端子４１ｂを「端子５７」と総称し、入力端子４２ａ、出力端子４２ｂを「端子５８」と総称する場合がある。

図４、図６および図７に示すシース５６の端部、芯線５０、端子５７、端子５８およびセンサＩＣ４０の本体は、ホルダ６０によって保持されている。言い換えれば、シース５６の端部、芯線５０、端子５７および端子５８を含むセンサＩＣ４０は、ホルダ６０に保持された状態で、図２に示すセンサヘッド２に内蔵されている。図６および図７では、ホルダ６０を構成する板状のセパレータ６６、６７および側壁部６４、６５のそれぞれの具体的な形状の図示を省略し、一点鎖線で示している。

ホルダ６０は、対向する一対の側壁部６４、６５と、これら側壁部６４、６５に跨る支持板６３と、を有する。芯線５１ａ、５１ｂおよび端子５７を含む上側センサＩＣ４１（図５および図６参照）は、支持板６３の上面側に配置されている。一方、芯線５２ａ、５２ｂおよび端子５８を含む下側センサＩＣ４２（図５および図７参照）は、支持板６３の下面側に配置されている。

芯線５１ａ、５１ｂの間に介在する板状のセパレータ６６が突設されている。言い換えれば、セパレータ６６は、同一のセンサＩＣ（上側センサＩＣ４１）に接続される一対の芯線５１ａ、５１ｂの間に介在する隔壁である。支持板６３の下面にもセパレータ６６と同様のセパレータ６７が突設されている。セパレータ６７も、同一のセンサＩＣ（下側センサＩＣ４２）に接続される一対の芯線５２ａ、５２ｂの間に介在する隔壁である。

図６に示すように、セパレータ６６は、芯線５１ａ、５１ｂの端部を越えて前方に延在し、入力端子４１ａと出力端子４１ｂとの間に介在している。図７に示すように、セパレータ６７は、芯線５２ａ、５２ｂの端部を越えて前方に延在し、入力端子４２ａと出力端子４２ｂとの間に介在している。この結果、芯線５１ａおよび入力端子４１ａは、セパレータ６６と側壁部６４の上部との間に配置され、芯線５１ｂおよび出力端子４１ｂは、セパレータ６６と側壁部６５の上部との間に配置されている（図６参照）。また、芯線５２ａおよび入力端子４２ａは、セパレータ６７と側壁部６４の下部との間に配置され、芯線５２ｂおよび出力端子４２ｂは、セパレータ６７と側壁部６５の下部との間に配置されている（図７参照）。

図６に示すセパレータ６６は、芯線５１ａ、５１ｂ、入力端子４１ａおよび出力端子４１ｂをホルダ６０上の所定位置に位置決めする役割を果たすとともに、芯線５１ａと芯線５１ｂとの短絡、および、入力端子４１ａと出力端子４１ｂとの短絡を防止する役割を果たす。図７に示すセパレータ６７は、芯線５２ａ、５２ｂ、入力端子４２ａおよび出力端子４２ｂをホルダ６０上の所定位置に位置決めする役割を果たすとともに、芯線５２ａと芯線５２ｂとの短絡、および、入力端子４２ａと出力端子４２ｂとの短絡を防止する役割を果たす。

図８に示すように、ケーブル３を構成するシース５６内には、４つの絶縁電線６１ａ、６１ｂ、６２ａおよび６２ｂが通っている。すなわち、ケーブル３は、４つの絶縁電線６１ａ、６１ｂ、６２ａおよび６２ｂを束ねたものである。

図８に示すようなケーブル３の断面は、ケーブル３の短手方向（径方向）に沿う断面であり、ケーブル３の延在方向に対して直交する断面である。当該断面において、４つの絶縁電線６１ａ、６１ｂ、６２ａおよび６２ｂは、例えば正四角形の四隅に当たる箇所にそれぞれ位置している。つまり、絶縁電線６１ａ、６１ｂ、６２ａおよび６２ｂは行列状に並んでいる。ここでは、当該断面において、絶縁電線６１ａ、６１ｂは第１方向において互いに並び、絶縁電線６２ｂ、６２ａは第１方向において互いに並んでいる。また、当該断面において、絶縁電線６１ａ、６２ｂは第２方向において互いに並び、絶縁電線６１ｂ、６２ａは第２方向において互いに並んでいる。第１方向および第２方向は、当該断面に沿う方向であり、互いに交差する方向である。第１方向および第２方向は、例えば互いに直交する関係にある。なお、図８では、４つの絶縁電線６１ａ、６１ｂ、６２ａおよび６２ｂは、シース５６内において互いに離間しているが、隣接する絶縁電線同士が互いに接触していてもよい。すなわち、絶縁電線６１ａは、絶縁電線６１ｂおよび６２ｂと接触し、絶縁電線６１ｂは、絶縁電線６１ａおよび６２ａと接触し、絶縁電線６２ａは、絶縁電線６１ｂおよび６２ｂと接触し、絶縁電線６２ｂは、絶縁電線６１ａおよび６２ａと接触していてもよい。また、４つの絶縁電線６１ａ、６１ｂ、６２ａおよび６２ｂのそれぞれは、例えば正四角形ではなく平行四辺形（例えば菱形）の四隅に当たる箇所に位置していてもよい。

図９には、センサヘッド２（図２参照）内のセンサＩＣ４１、４２を上下方向に重ねず、横に並べた状態（展開した状態）の概略図を示している。上側センサＩＣ４１は、平面視において、例えば矩形に近いレイアウトを有している。なお、ここでいう平面視とは、センサＩＣの検出面（主面、第１検出面）に対して直交する方向（上方）から上側センサＩＣ４１を見ることをいう。入力端子４１ａおよび出力端子４１ｂは、平面視において略矩形の上側センサＩＣ４１の１辺から延びており、互いに当該１辺に沿って並んでいる。下側センサＩＣ４２は、上側センサＩＣ４１と同じ機能および同じ構造を有する同一の素子である。したがって、入力端子４２ａおよび出力端子４２ｂは、平面視において略矩形の下側センサＩＣ４２の１辺から延びており、互いに当該１辺に沿って並んでいる。

図９では、上側センサＩＣ４１の検出面を上向きにし、下側センサＩＣ４２の検出面を下向きにしている。すなわち、図９では、上側センサＩＣ４１の検出面（主面、第１検出面）の反対側の裏面（第１裏面）を下向きにし、下側センサＩＣ４２の検出面（主面、第２検出面）の反対側の裏面（第２裏面）を上向きにしている。センサＩＣ４１、４２のそれぞれに芯線５０を接続する工程では、このように２つの上側センサＩＣ４１の主面（上面）と下側センサＩＣ４２の裏面（下面）とが上向きとなるようにセンサＩＣ４１、４２を置き、その状態で端子５７、５８に芯線５０を溶接することが考えられる。その後、センサＩＣ４１、４２のそれぞれの向きを相互に逆方向に９０度変えることで、それぞれの検出面を同一方向に向けてセンサＩＣ４１、４２を重ねることができる。ただし、この接続工程においてセンサＩＣ４１、４２のそれぞれの検出面は、上および下のどちらを向いていてもよい。

なお、本願の各図では、センサＩＣ４１、４２のそれぞれの検出面および裏面の向きが分かり易いように、略矩形の平面形状を有するセンサＩＣ４１、４２のそれぞれの１つの角部に、斜めに掛けた部分を示している。これに対し、センサＩＣ４１の平面形状は、入力端子４１ａ、出力端子４１ｂが並ぶ方向において左右対称であってもよい。センサＩＣ４２についても同様である。

また、センサＩＣ４１、４２のそれぞれの検出面は、完全に同一方向を向いている必要はない。言い換えれば、センサＩＣ４１、４２のそれぞれの検出面が完全に平行である必要はない。

入力端子４１ａは、上側センサＩＣ４１に電源電圧（Ｖｃｃ）を供給するための電源電圧端子であり、入力端子４１ａに接続された芯線５１ａを含む絶縁電線６１ａは、電源配線（プラス配線）である。また、出力端子４１ｂは、上側センサＩＣ４１を接地電位（ＧＮＤ）に接続するための接地端子であり、出力端子４１ｂに接続された芯線５１ｂを含む絶縁電線６１ｂは、接地配線（マイナス配線）である。

同様に、入力端子４２ａは、下側センサＩＣ４２に電源電圧（Ｖｃｃ）を供給するための電源電圧端子であり、入力端子４２ａに接続された芯線５２ａを含む絶縁電線６２ａは、電源配線（プラス配線）である。また、出力端子４２ｂは、下側センサＩＣ４２を接地電位（ＧＮＤ）に接続するための接地端子であり、出力端子４２ｂに接続された芯線５２ｂを含む絶縁電線６２ｂは、接地配線（マイナス配線）である。

このように互いに接続されたセンサＩＣ４１、４２とケーブルは、図５に示すように、双方の検出面が上向きとなる状態で上下に重ねられる。これは、センサＩＣ４１、４２のそれぞれに同じ機能を持たせるためである。センサＩＣ４１、４２のうちの一方は、例えば、他方が故障などにより動作しなくなった際、回転速センサがその機能を失い、正常に動作しなくなることを避けるために設けられた予備の素子である。したがって、センサＩＣ４１、４２のそれぞれの検出面は、同じ方向に向いている必要がある。言い換えれば、上側センサＩＣ４１の裏面と、下側センサＩＣ４２の検出面とは、対向している。

仮に、センサＩＣ４１、４２のそれぞれの検出面が互いに異なる方向を向いている場合、センサＩＣ４１で検出される車輪の回転方向とセンサＩＣ４１で検出される車輪の回転方向とは、互いに別方向となるため、一方のセンサＩＣを予備として用いることができない。なお、正常時においてセンサＩＣ４１、４２は同時に動作する。すなわち、ここではセンサＩＣの検出面と裏面とを分けて表現しているが、裏面も車輪の回転速度を検出可能な検出面であるといえる。ただし、裏面が車輪側を向いている場合には、検出面が車輪側を向いている場合と異なり逆回転を検出する。

上記のように、センサＩＣ４１、４２のそれぞれには同一の素子が用いられる。つまり、センサＩＣ４１とセンサＩＣ４２とは、検出面（主面）に対する入力端子および出力端子の位置関係が互いに同じである。具体的には、入力端子４１ａの左に出力端子４１ｂが並んでおり、入力端子４１ａおよび出力端子４１ｂが並ぶ方向、並びに、入力端子４１ａおよび出力端子４１ｂの延在する方向のそれぞれに沿う面に対し直交する方向（上下方向）において、上側センサＩＣ４１の上側に主面（検出面）が位置し、下側に裏面が位置する。その場合、下側センサＩＣ４２の構成も同様である。つまり、入力端子４２ａの左に出力端子４２ｂが並んでおり、入力端子４２ａおよび出力端子４２ｂが並ぶ方向、並びに、入力端子４２ａおよび出力端子４２ｂの延在する方向のそれぞれに沿う面に対し直交する方向（上下方向）において、下側センサＩＣ４２の上側に主面（検出面）が位置し、下側に裏面が位置する。

上記位置関係は適宜変更してもよい。例えば、入力端子４１ａおよび出力端子４１ｂの位置関係が逆であってもよい。ただし、その場合でもセンサＩＣ４１、４２のそれぞれの検出面（主面）に対する入力端子および出力端子の位置関係は互いに同じである。すなわち、上側センサＩＣ４１の上側に主面（検出面）と下側センサＩＣ４２の主面（検出面）とは互いに同じ方向を向いており、入力端子４１ａ、４２ａは互いに平面視で重なり、出力端子４１ｂ、４２ｂは互いに平面視で重なっている。

このとき、ケーブル３の断面において行列状に並ぶ絶縁電線６１ａ、６１ｂ、６２ａおよび６２ｂのうち、絶縁電線６１ａ、６１ｂは行方向（または列方向）に並んでいる（図８参照）。図６に示すシース５６のセンサヘッド２（図３参照）側の端部（以下、シース端部と呼ぶ）において、当該方向（第１方向）における絶縁電線６１ａ、６１ｂの並び順は、当該方向（第１方向）における入力端子４１ａおよび出力端子４１ｂの並び順と同じである。したがって、センサヘッド２内において、シース端部から入力端子４１ａに亘って延びる絶縁電線６１ａと、シース端部から出力端子４１ｂに亘って延びる絶縁電線６１ｂとは、互いに交差していない。

このため、絶縁電線６１ａ、６１ｂのそれぞれは、シース端部から入力端子４１ａおよび出力端子４１ｂのそれぞれに向かって略直線状に延びており、互いに捻れておらず、他の絶縁電線６２ａ、６２ｂに対しても捻れていない。言い換えれば、シース端部と入力端子４１ａおよび出力端子４１ｂのそれぞれとの間において、絶縁電線６１ａは絶縁電線６１ｂ、６２ａおよび６２ｂと離間しており、絶縁電線６１ｂは絶縁電線６１ａ、６２ａおよび６２ｂと離間している。言い換えれば、センサヘッド２内でシース５６から露出する絶縁電線６１ａは、絶縁電線６１ｂ、６２ａおよび６２ｂと離間しており、絶縁電線６１ｂは絶縁電線６１ａ、６２ａおよび６２ｂと離間している。

また、ケーブル３の断面において行列状に並ぶ絶縁電線６１ａ、６１ｂ、６２ａおよび６２ｂのうち、絶縁電線６２ａ、６２ｂは行方向（または列方向）に並んでいる（図８参照）。図６に示すシース端部において、当該方向（第１方向）における絶縁電線６２ａ、６２ｂの並び順は、当該方向（第１方向）における入力端子４２ａおよび出力端子４２ｂの並び順と逆である。したがって、センサヘッド２内において、シース端部から入力端子４２ａに亘って延びる絶縁電線６２ａと、シース端部から出力端子４２ｂに亘って延びる絶縁電線６２ｂとは、互いに交差している。

＜本実施の形態の効果＞
ここで、樹脂成形体であるセンサヘッド２（図２参照）を射出成形する工程で用いる金型の断面を、図１０に示す。ただし、図１０において、絶縁電線６１ａ、６１ｂ、６２ａおよび６２ｂについては断面ではなく側面図を示している。

図１０に示すように、金型７０は樹脂を流し込むための注入口７１を備えている。金型７０内に、予め互いに接続されたケーブル３とセンサＩＣ４１、４２およびホルダ６０をセットし、注入口７１から金型７０内に溶融させた樹脂を射出し、樹脂が固まることで、センサヘッド２を成形することができる。注入口７１は、例えば図２に示すフランジ部の下端に接する箇所に設けられている。

この射出成形工程では、樹脂の流れを阻害する構造を金型７０内に設けないことが重要である。例えば、シース端部からセンサＩＣ４１、４２に延びる複数の絶縁電線のうち、多数が互いに捻れている場合、捻れた絶縁電線同士の間に樹脂が流れ込み難くなる。

図１６に、比較例である車輪速センサを構成するセンサＩＣとケーブルとの接続状態を示す。図１６に示す比較例の車輪速センサを構成するセンサＩＣ４１、４２は、本実施の形態で用いられるものと同様である。ただし、ケーブル３内の絶縁電線６１ａ、６１ｂ、６２ａおよび６２ｂの並び順は、本実施の形態と異なる。

比較例では、ケーブル３の断面（図示しない）において、行列状に並ぶ絶縁電線６１ａ、６１ｂ、６２ａおよび６２ｂのうち、上側センサＩＣ４１に接続される絶縁電線６１ａ、６１ｂのそれぞれが四角形の対角の位置に配置され、下側センサＩＣ４２に接続される絶縁電線６２ａ、６２ｂのそれぞれが当該四角形の他の対角の位置に配置されている。つまり、ケーブル３の断面において、例えば、絶縁電線６１ａ、６２ａは第１方向において互いに並び、絶縁電線６２ｂ、６１ｂは第１方向において互いに並んでいる。また、当該断面において、絶縁電線６１ａ、６２ｂは第２方向において互いに並び、絶縁電線６２ａ、６１ｂは第２方向において互いに並んでいる。

このような場合、センサヘッド内においてシース端部からセンサＩＣ４１、４２側に延びる４つの絶縁電線６１ａ、６１ｂ、６２ａおよび６２ｂは互いに交差し、捻れ合う。比較例のケーブル３およびセンサＩＣ４１、４２を互いに接続して金型内に設置し、樹脂の射出を行ってセンサヘッドを成形する場合、互いに捻れる絶縁電線６１ａ、６１ｂ、６２ａおよび６２ｂの相互間には樹脂が流れ込み難い。その結果、絶縁電線６１ａ、６１ｂ、６２ａおよび６２ｂの相互間に空間が残ったままセンサヘッドが成形される。センサヘッド内に空間が残った場合、センサヘッドの機械的強度が低下する問題が生じる。

特に、図１０に示すように、注入口７１の直下の領域に４つの絶縁電線が露出していない場合には、捻れた絶縁電線同士の間に空間が生じ易い。そのような場合、注入口７１から金型７０内に流れ込んだ樹脂は最初にシース５６の表面（側面）に当たり、その後、シース５６の延在方向に沿ってセンサＩＣ４１、４２側へ充填されていく。つまり、シース端部近傍の４つの絶縁電線に向かって樹脂を注入するのではなく、樹脂はシース５６および各絶縁電線の延在方向に沿って進むため、絶縁電線同士の間に入ろうとする樹脂の圧力は、樹脂注入後に最初にシース５６の表面に当たる樹脂の圧力よりも小さい。このため、捻れた絶縁電線同士の間に空間が生じ易くなる。

また、センサヘッド内に空間が残った場合、当該空間内の水分または外部から当該空間に浸入した水分により、芯線５０の腐食、または、センサＩＣ４１、４２の故障などが起きる虞がある。したがって、回転速センサの信頼性を向上する観点から、絶縁電線の捻れに起因してセンサヘッド内に空間が残ることを抑制することが重要となる。

また、絶縁電線が互いに捻れている場合、絶縁電線同士は互いに押し付けられた状態となっていることが考えられる。この場合に射出成形を行うと、樹脂の温度により絶縁電線の絶縁体が溶融し、これにより露出した複数の芯線５０同士が互いに接触して短絡が生じる虞がある。このような問題は、互いに捻れる絶縁電線の数が多いほど顕著となる。

上記空間の発生、および、短絡の発生を防ぐ観点から、センサＩＣ４１、４２の端子５７、５８からシース端部までの絶縁電線の長さを長くすることが考えられる。しかし、この場合、センサヘッドの大きさが大きくなる問題が生じる。すなわち、前後方向におけるセンサＩＣ４１、４２の端子５７、５８からシース端部までの絶縁電線の長さは短いことが望ましい。

これに対し、本実施の形態では、図８に示すように、ケーブル３の断面において行列状に並ぶ絶縁電線６１ａ、６１ｂ、６２ａおよび６２ｂのうち、絶縁電線６１ａ、６１ｂは行方向（または列方向）に並んで互いに隣接している。また、絶縁電線６２ｂ、６２ａは当該方向に並んで互いに隣接している。これにより、絶縁電線６１ａ、６１ｂは互いに捻れることなく上側センサＩＣ４１に接続することができる。よって、図１０を用いて説明した射出成形工程で射出される樹脂は、直線状に延びる絶縁電線６１ａ、６１ｂのそれぞれの周囲を引っ掛かることなく流れる。このため、図４に示すセンサヘッド２内に空間が残ることを抑制することができる。したがって、当該空間の存在に起因するセンサヘッド２の強度の低下、および、当該空間内の水分に起因するセンサヘッド２の劣化を抑制することができる。つまり、センサヘッド２の樹脂モールドの品質を高めることができる。

また、絶縁電線６１ａ、６１ｂが互いに捻れていないことにより、射出成形工程において絶縁電線６１ａ、６１ｂの絶縁体が溶融したとしても、芯線５０同士が互いに短絡することを防ぐことができる。

以上より、本実施の形態では、回転速センサの信頼性を向上させることができる。

また、本実施の形態では多数の絶縁電線同士が互いに捻れることを防ぐことで、センサＩＣ４１、４２の端子５７、５８からシース端部までの絶縁電線６１ａ、６１ｂ、６２ａおよび６２ｂの長さを短くすることができる。よって、センサヘッド２が大きくなることを防ぐことができる。これにより、センサヘッド２の製造コスト、すなわち回転速センサの製造コストを低減することができる。また、例えばセンサヘッド２の大きさを従来のセンサＩＣが１個の回転速センサと同じとした場合、センサヘッド２の外部の装置であって、センサヘッド２を保持する部品の設計を変更する必要がなくなる。

また、絶縁電線６１ａ、６１ｂを互いに捻る必要がないため、図９に示すようにセンサＩＣ４１、４２を並べて芯線５０と端子５７、５８とを接続する作業が容易となる。よって、作業性が上がるため、回転速センサの製造コストを低減することができる。また、センサＩＣ４１、４２の端子５７、５８からシース端部までの絶縁電線の長さが短くても、このような作業を行うことが容易となるため、センサヘッド２が大きくなることを防ぐことができる。

なお、４つの絶縁電線を１つにまとめてケーブルを形成する方法として、２つの絶縁電線を撚り線として束ねることで形成した対撚り絶縁電線を２つ用意し、それらの２つの対撚り絶縁電線をさらに撚り線として束ねることで１つのケーブルを形成することが考えられる。しかし、この方法ではケーブルが太くなり、ケーブルは曲げ難くなる。これに対し、本実施の形態では４つの絶縁電線６１ａ、６１ｂ、６２ａおよび６２ｂを相互に交差させて捻ることで形成した１つの撚り線として束ねることでまとめ、これにより１つのケーブル３を形成している。よって、細く曲げ易いケーブル３を実現することができる。

本実施の形態では、上側センサＩＣ４１に接続された絶縁電線６１ａ、６１ｂに捻れがなく、下側センサＩＣ４２に接続された絶縁電線６２ａ、６２ｂに捻れが生じている構成について説明した。このような構成とは逆に、上側センサＩＣ４１に接続された絶縁電線６１ａ、６１ｂに捻れが生じており、下側センサＩＣ４２に接続された絶縁電線６２ａ、６２ｂに捻れが生じない構成であっても、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。

ここではセンサＩＣ４１、４２が互いに離間する別体である場合について説明したが、磁気抵抗効果素子４１ｃ、４２ｃ（図４参照）が同一の樹脂内に封入され、１つのセンサＩＣを構成していてもよい。つまり、磁気抵抗効果素子４１ｃ、４２ｃおよび当該樹脂が、４つの端子５７、５８を備えた１つのセンサＩＣを構成し、当該センサＩＣがセンサヘッド２内に封入されていてもよい。

（実施の形態２）
以下に、４つの絶縁電線を束ねたケーブル内における絶縁電線の配置を工夫することで、センサヘッド内でシースから露出する絶縁電線同士の捻れの発生を防ぎ、これにより回転速センサの信頼性を向上させることについて説明する。

＜本実施の形態の回転速センサの構造＞
図１１～図１５に示すように、本実施の形態の回転速センサを構成するセンサヘッド２およびケーブル３の構成は、下側センサＩＣ４２に接続された絶縁電線６２ａ、６２ｂのそれぞれのケーブル３内での配置が逆となっている点を除き、前記実施の形態１と同様である。

すなわち、図１１に示すように、センサヘッド２内において、センサＩＣ４１、４２は、双方の検出面が上向きとなる状態で上下に重ねられている。また、センサＩＣ４１、４２のそれぞれの端子５７、５８には、センサヘッド２の後方に接続されたケーブル３内を通る複数の芯線５０が接続されている。

図１３は、下側センサＩＣ４２を下側から見た底面図であり、上側センサＩＣ４１および上側センサＩＣに接続された絶縁電線６１ａ、６１ｂの構造は、図６に示したものと同様である。図１２および図１３に示すように、前記実施の形態１と異なり、絶縁電線６２ａ、６２ｂは互いに交差しておらず、互いに捻れていない。これは、図１４に示すように、絶縁電線６２ａ、６２ｂのそれぞれの位置が、図８に示す絶縁電線６２ａ、６２ｂのそれぞれの位置に対し逆になっているためである。

具体的には、図１４に示すようなケーブル３の径方向に沿う断面において、４つの絶縁電線６１ａ、６１ｂ、６２ａおよび６２ｂは、例えば正四角形の四隅に当たる位置にそれぞれ位置している。つまり、当該断面において絶縁電線６１ａ、６１ｂ、６２ａおよび６２ｂは行列状に並んでいる。ここでは、当該断面において、絶縁電線６１ａ、６１ｂは第１方向において互いに並び、絶縁電線６２ａ、６２ｂは第１方向において互いに並んでいる。また、当該断面において、絶縁電線６１ａ、６２ａは第２方向において互いに並び、絶縁電線６１ｂ、６２ｂは第２方向において互いに並んでいる。

これにより、入力端子４１ａ、出力端子４１ｂ、入力端子４２ａおよび出力端子４２ｂのそれぞれの位置と、シース端部における絶縁電線６１ａ、６１ｂ、６２ａおよび６２ｂのそれぞれの位置とは、互いに対応している。このため、入力端子４１ａ、出力端子４１ｂ、入力端子４２ａおよび出力端子４２ｂと絶縁電線６１ａ、６１ｂ、６２ａおよび６２ｂとをそれぞれ相互に接続した際、絶縁電線６１ａ、６１ｂ、６２ａおよび６２ｂのうち２以上の絶縁電線が、端子５７、５８とシース端部との間で交差することを防ぐことができる。

すなわち、シース端部と入力端子４１ａ、出力端子４１ｂ、入力端子４２ａ、および出力端子４２ｂのそれぞれとの間において、絶縁電線６１ａ、６１ｂ、６２ａおよび６２ｂは、相互に接しておらず、離間している。言い換えれば、センサヘッド２内でシース５６から露出する絶縁電線６１ａ、６１ｂ、６２ａおよび６２ｂは、互いに離間している。

センサＩＣ４１、４２のそれぞれに芯線５０を接続する際には、例えば図１５に示すように、検出面を上に向けた上側センサＩＣ４１と、裏面を上に向けた下側センサＩＣ４２とを横に並べて抵抗溶接を行う。その後、センサＩＣ４１、４２のそれぞれの向きを相互に逆方向に９０度変えることで、それぞれの検出面を同一方向に向けてセンサＩＣ４１、４２を重ねることができる。

＜本実施の形態の効果＞
本実施の形態では、図１４に示すように、ケーブル３の断面において行列状に並ぶ絶縁電線６１ａ、６１ｂ、６２ａおよび６２ｂのうち、絶縁電線６１ａ、６１ｂは行方向（または列方向）に並んで互いに隣接し、絶縁電線６２ａ、６２ｂも当該方向に並んで互いに隣接している。これにより、絶縁電線６１ａ、６１ｂ、６２ａおよび６２ｂは、いずれも互いに捻れることなくセンサＩＣ４１、４２に接続することができる。よって、図１０を用いて説明した射出成形工程では、直線状に延びる絶縁電線６１ａ、６１ｂ、６２ａおよび６２ｂのそれぞれの周囲を樹脂が流れ易いため、図１１に示すセンサヘッド２内に空間が残ることを抑制することができる。よって、当該空間の存在に起因するセンサヘッド２の強度の低下、および、当該空間内の水分に起因するセンサヘッド２の劣化を抑制することができる。

本実施の形態では、前記実施の形態１と異なり、センサヘッド２内において、絶縁電線６１ａ、６１ｂのみでなく、絶縁電線６２ａ、６２ｂも互いに捻れていない。これは、図１４に示すケーブル３の断面において、入力端子４１ａに接続される絶縁電線６１ａおよび出力端子４１ｂに接続される絶縁電線６１ｂの第１方向での並び順が、入力端子４２ａに接続される絶縁電線６２ａおよび出力端子４２ｂに接続される絶縁電線６２ｂの第１方向での並び順が、同じであるためである。これにより、同一の構造および機能を有するセンサＩＣ４１、４２を、それぞれの検出面を同じ方向に向けて重ねる際、絶縁電線６１ａ、６１ｂ、６２ａおよび６２ｂのそれぞれを相互に交差させることなく、端子５７、５８に接続することができる。このため、絶縁電線の捻れに起因して樹脂が流れ難くなる箇所を無くすことができるため、本実施の形態では、前記実施の形態１に比べ、より樹脂モールドの品質を高めることができる。

また、絶縁電線６１ａ、６１ｂ、６２ａおよび６２ｂが互いに捻れていないことにより、射出成形工程において絶縁電線６１ａ、６１ｂ、６２ａおよび６２ｂの絶縁体が溶融したとしても、芯線５０同士が互いに短絡することを抑制することができる。

以上より、本実施の形態では、回転速センサの信頼性を向上させることができる。

また、本実施の形態では多数の絶縁電線同士が互いに捻れることを防ぐことで、センサＩＣ４１、４２の端子５７、５８からシース端部までの絶縁電線６１ａ、６１ｂ、６２ａおよび６２ｂの長さを短くすることができる。よって、センサヘッド２が大きくなることを防ぐことができる。

また、絶縁電線６１ａ、６１ｂ、６２ａおよび６２ｂを互いに捻る必要がないため、図１５に示すようにセンサＩＣ４１、４２を並べて芯線５０と端子５７、５８とを接続する作業が容易となる。よって、回転速センサの製造コストを低減することができる。また、センサＩＣ４１、４２の端子５７、５８からシース端部までの絶縁電線の長さが短くても、このような作業を行うことが容易となるため、センサヘッド２が大きくなることを防ぐことができる。

ここではセンサＩＣ４１、４２が互いに離間する別体である場合について説明したが、磁気抵抗効果素子４１ｃ、４２ｃ（図４参照）が同一の樹脂内に封入され、１つのセンサＩＣを構成していてもよい。つまり、磁気抵抗効果素子４１ｃ、４２ｃおよび当該樹脂が、４つの端子５７、５８を備えた１つのセンサＩＣを構成し、当該センサＩＣがセンサヘッド２内に封入されていてもよい。

以上、本発明者らによってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

例えば、センサヘッドに内蔵されるセンサＩＣが備える検出素子は、異方性磁気抵抗効果素子（AMR（Anisotropic magnetoresistance effect）素子）またはトンネル磁気抵抗効果素子（TMR（Tunnel magnetoresistance effect）素子）などであってもよく、ホール素子であってもよい。

芯線とセンサＩＣの出力端子との接続方法は溶接に限られず、例えば、半田付けであってもよい。また、芯線とセンサＩＣの出力端子とを接続端子を介して接続してもよい。この場合、例えば、接続端子の一端と芯線とがカシメ接続され、接続端子の他端と出力端子とがカシメ接続される。

本発明は、車輪速センサ以外の回転速センサにも適用することができ、適用された場合には上記と同様の効果を奏する。

２ センサヘッド
３ ケーブル
４０ センサＩＣ
４１ センサＩＣ（上側センサＩＣ）
４１ａ、４２ａ 入力端子
４１ｂ、４２ｂ 出力端子
４２ センサＩＣ（下側センサＩＣ）
４１ｃ、４２ｃ 磁気抵抗効果素子
５０、５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂ 芯線
６１ａ、６１ｂ、６２ａ、６２ｂ 絶縁電線

Claims (7)

1. センサ保持部およびケーブル保持部を含むセンサヘッドと、
   前記ケーブル保持部から延出するケーブルと、
   前記センサ保持部に埋設され、磁界変動に応じた電気信号を出力する第１センサＩＣおよび第２センサＩＣと、を有し、
   前記第１センサＩＣは、第１検出面と、前記第１検出面の反対側の第１裏面と、第１端子および第２端子と、を有し、
   前記第２センサＩＣは、第２検出面と、前記第２検出面の反対側の第２裏面と、第３端子および第４端子と、を有し、
   前記ケーブルは、前記第１端子に電気的に接続された第１絶縁電線と、前記第２端子に電気的に接続された第２絶縁電線と、前記第３端子に電気的に接続された第３絶縁電線と、前記第４端子に電気的に接続された第４絶縁電線と、前記第１絶縁電線、前記第２絶縁電線、前記第３絶縁電線および前記第４絶縁電線を一括被覆する外皮とを含み、
   前記第１絶縁電線、前記第２絶縁電線、前記第３絶縁電線および前記第４絶縁電線は、互いに捻られた撚り線を構成し、
   前記ケーブルの径方向に沿う断面において、前記第１絶縁電線および前記第２絶縁電線は、第１方向に並び、前記第３絶縁電線および前記第４絶縁電線は、前記第１方向に並び、前記第１絶縁電線または前記第２絶縁電線と前記第３絶縁電線とは、前記第１方向に対し交差する第２方向に並んでいる、回転速センサ。
2. 請求項１に記載の回転速センサにおいて、
   前記第１裏面と前記第２検出面とは、対向し、
   前記第１端子と前記第３端子とは、一部同士が平面視で重なり、
   前記第２端子と前記第４端子とは、一部同士が平面視で重なっている、回転速センサ。
3. 請求項１または２に記載の回転速センサにおいて、
   前記ケーブルの径方向に沿う前記断面において、前記第１絶縁電線および前記第３絶縁電線は、前記第２方向に並び、前記第２絶縁電線および前記第４絶縁電線は、前記第２方向に並んでいる、回転速センサ。
4. 請求項１～３のいずれか一項に記載の回転速センサにおいて、
   前記第１端子は、前記第１センサＩＣの入力端子であり、
   前記第２端子は、前記第１センサＩＣの出力端子であり、
   前記第３端子は、前記第２センサＩＣの入力端子であり、
   前記第４端子は、前記第２センサＩＣの出力端子である、回転速センサ。
5. 請求項１～４のいずれか一項に記載の回転速センサにおいて、
   前記センサヘッドは樹脂から成る、回転速センサ。
6. 請求項３～５のいずれか一項に記載の回転速センサにおいて、
   前記センサヘッド内で前記外皮から露出する前記第１絶縁電線、前記第２絶縁電線、前記第３絶縁電線および前記第４絶縁電線は、互いに離間している、回転速センサ。
7. 請求項１～６のいずれか一項に記載の回転速センサにおいて、
   前記第１センサＩＣおよび前記第２センサＩＣのそれぞれは、検出素子としての磁気抵抗効果素子を備えている、回転速センサ。

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